新疆县域棉花产量空间分异及驱动因素

蒲 娟，余国新，王 娇，李明亮

（新疆农业大学 经济管理学院，新疆 乌鲁木齐 830052）

0 引言

棉花是产业链较长、产业关联性最强的大田经济作物，也是中国重要的农产品及战略物资［1］，棉花生产的健康、可持续发展对提高生产者收入、棉纺织企业革新并形成棉花产业集群、满足消费者的多元化需求及保障社会经济稳定等意义深远［2］。长期以来，我国高度重视棉花领域的革新，为促进棉花产业高质量发展，先后通过实施棉花目标价格、棉花生产供给侧结构性改革政策等来稳定植棉面积、促进棉花生产提质增效。中国棉花生产的重心也随之发生了巨大变化，逐步由长江、黄河流域向地处西北内陆的新疆转移，打破了棉花生产“三足鼎立”的局面，截至2022年新疆棉花产量连续28 a稳居全国首位，逐步发展成为我国最大的棉花产区［3］。新疆独特的自然地理环境、广阔的土地以及国家的政策支持等为大力发展棉花产业提供了有利条件，但受区域干旱、季节性洪涝灾害、极端天气、棉田环境污染等因素的制约，棉花生产在地理分布上呈现出向优势棉区集聚及劣势棉区逐渐收缩并退出的趋势，空间分布的地域差异性和不均衡性日渐突显。因此，如何克服不利气候条件及其他因素的影响、不断提高棉花的产量和提升其品质、合理布局棉花生产是当前农业高质量发展背景下亟待解决的重要问题。

学术界关于棉花生产布局的研究较为丰富，研究尺度上大多精确到省域或县级来分析全国［4-5］或新疆棉花生产的空间分布特征及其规律［6-7］，研究对象上主要围绕棉花种植面积、产量以及单位面积产量等展开，研究内容上通常从棉花种植面积、产量的发展变化趋势和波动情况、生产布局、影响因素等单方面入手，但综合不同要素探析棉花产量空间格局变化及驱动因素的研究较少。同时，不同学者运用的研究方法也各不相同，其中有关棉花生产空间集聚变化的研究多运用生产规模指数、集中系数、差异系数、比较优势指数及空间自相关分析等［8-11］，关于影响棉花生产布局因素的研究一般采用多元对数线性回归模型［12］、固定效益和随机效应模型、GWR模型及空间计量模型等［11］，少有学者将多种空间计量模型进行比较分析。此外，过往对棉花产量影响因素的探究基本限于单一要素对棉花产量的促进或抑制作用，对棉花产量空间格局演变的驱动因素和不同要素组合对棉花产量的影响缺乏深入探讨，鲜有将气候因素、政策环境因素等纳入同一系统展开分析。鉴于此，本研究综合运用地理学、空间计量经济学和农业经济学的相关理论及方法，从棉花产量的时空分布特征及其驱动因素2个层面入手，探讨2000—2017年新疆县域棉花产量的空间分异和驱动因素，以期对制定棉花生产政策和引导棉花生产可持续发展提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 数据来源

本文以2000—2017年为研究时间段，为探究新疆县域棉花产量的时空演化，剔除3 a及以上从未种植棉花的县域，最终确定了55个棉花主要种植县域为研究单元，并依据县域所处经济带特征将研究区划分为天山北坡、环塔盆地及吐哈盆地3个棉花主产区。基础数据源于2001—2018年《新疆统计年鉴》《中国县域统计年鉴》，并以新疆行政区划单位shapefile图为基准，植棉县域的经纬度数据来自国家基础地理信息系统共享平台。棉花生育期的平均气温、降水量和日照时数等气候数据源自新疆各个气象站点，依据空间距离最近原则将选取的样本县域与各气象站点进行联结，以实现2个数据集合的合并。

1.2 研究方法

1.2.1 区域差异度量 关于区域差异度量的方法颇多，涵盖标准差、变异系数、加权变异系数、基尼系数及Theil指数等，其中Theil指数与其他方法相比具有一定优势，如其在度量区域差异的基础上能具体反映地区内和地区之间的差异变化对区域总体差异变化的影响［13］。据此，引入Theil指数定量分析新疆棉花生产的区域结构特征，计算公式为［14］：

式（1）中，T为棉花生产的总差异，K为棉花生产县域总数；xp为p县域的棉花产量；α为所有县域的平均棉花产量。对棉花生产进行组间（Tb）和组内差异（Tw）分析，Tb和Tw分别表示为：

式（2）～式（3）中，m为区域数量，Ki为区域i中县域数量；xi为区域i的棉花产量均值。由此Tb/T为棉花生产的组间贡献度，Tw/T为棉花生产的组内贡献度。

空间自相关分析是地理学常用的分析方法之一，用来衡量事物空间分布的相关性，确定区域间的空间关系［15］，通常可以使用全局和局部空间自相关检验进行测度。

（1）全局空间关联。学者们检验研究对象是否存在全局空间自相关大多采用全局Moran’sI和Geary指数。为测度新疆县域棉花生产在整体上是否存在空间自相关，本研究选用全局Moran’sI进行全局空间关联分析，计算公式为［16］：

式（4）中，n为新疆植棉县域数目，yi或yj为新疆植棉县域的属性值，y为所有研究县域的均值，I表示Moran’sI指数，取值范围介于［-1，1］之间，wij为衡量新疆棉花生产空间关系的权重矩阵。学者多基于邻接概念构建空间权重矩阵研究棉花生产空间分布，而忽视了非邻接关系对其的影响，因而本研究以地理距离标准构建空间权重矩阵，表现形式为：

式（5）中，d为2个棉花种植县域地理重心位置之间的距离（本文使用ARCGIS 10.7软件测算2个县域中心位置之间的距离）。2个棉花种植县域的距离越近，权重越大，相互之间影响越大；反之亦然。

（2）局部空间关联。虽然全局空间关联可以用来反映研究对象的整体空间分布及其关联程度，但是尚未体现属性相似对象是否存在空间集聚或分散，而冷、热点分析则可以用来探讨研究对象的局部空间关联［17］。本研究采用Getis-Ord Gi进一步识别新疆县域棉花生产的高值簇和低值簇，即冷、热点区的空间分布，通过冷点与热点区域的变化情况深入探究棉花生产空间布局演变，具体计算公式为［18-19］：

1.2.2 标准差椭圆 标准差椭圆作为一种揭示地理要素空间分布多方面的空间统计方法，通常被广泛运用于生态学、社会学、人口学等领域，其主要由重心、转角θ、长半轴、短半轴等要素构成［20］。本研究用标准差椭圆来探析新疆县域棉花生产的空间分布特征，并以此识别其重心位置的变化和移动方向趋势，其中标准差椭圆重心表示的是棉花生产空间分布的相对位置，转角θ可以用来说明棉花生产空间分布的主趋势方向，长半轴主要用来反映棉花生产在主趋势方向上的离散程度，短半轴则可以反映棉花生产在次趋势方向上的离散程度变化，相关原理及计算过程参考文献［21］。

1.2.3 空间计量模型 空间计量模型与一般计量模型的差异在于其考虑空间效应，即探讨空间因素对因变量的影响。由于县域棉花产量在数量及空间分布上存在差异，本研究试图将空间因素纳入分析县域棉花产量的驱动因素。具体步骤为：首先，采用普通面板模型对因变量进行全局和局部空间相关检验，判断县域棉花产量是否存在空间相关性；其次，借助空间计量模型探讨影响县域棉花产量变化的关键因素。

运用普通面板模型分析县域棉花产量的驱动因素，模型设定为［8］：

式（8）中，mhcl为棉花产量，i和t分别表示地区和时间标识；X为县域棉花产量的驱动因素；μ和γ分别表示县域效应和时间效应；ε为误差项。

当全局及局部空间关联的测度结果显示新疆县域棉花产量存在明显的空间效应时，再采用空间面板模型考察棉花产量的驱动因素。空间面板模型主要涵盖3种类型：

（1）空间自回归模型（SAR）。主要用于考察因变量在空间上是否存在扩散现象或基础效应，具体模型为［6］：

式（9）中，ρ表示空间自回归系数，主要用来衡量邻近县域的棉花产量变化对本地棉花产量变化的影响，W为经济距离空间权重矩阵（本研究SAR、SEM和SAC模型的空间权重矩阵W相同），研究中主要采用地理距离空间权重矩阵与人均GDP空间权重相结合而构建的空间嵌套矩阵，进而探究新疆县域棉花产量的空间效应。

（2）空间误差模型（SEM）。当被解释变量产生空间自相关的因素并未体现在解释变量中时，误差项存在空间效应，此时需考虑误差项的空间自回归，这里采用空间误差模型进行分析，具体为［6］：

式（10）中，λ为误差项的空间自回归系数，用以衡量邻近县域棉花产量变化的误差冲击对本地棉花产量变化的影响，Vit为服从独立分布的误差项。

（3）空间通用模型（SAC）。该模型是上述2类模型的综合，具体模型为［22］：

式（11）中，空间权重矩阵Wa和Wb可以相同，也可以不同。

2 结果与分析

2.1 新疆县域棉花生产空间分异

2.1.1 棉花生产时空特征 从时序上看，2000—2017年全疆棉花生产总量不稳定，表现为波动式增减交替变化，且增产年份多于减产年份（图1）。根据新疆棉花产量的变化，具体可以划分为3个阶段：第一阶段（2000—2005年），该阶段棉花产量呈线性缓慢上升趋势，仅2002年有小幅度下降；第二阶段（2005—2010年），该阶段棉花产量主要呈先增后减的倒“V”形分布，2008年之后棉花产量开始逐年减少；第三阶段（2010—2017年），该阶段棉花产量呈“先增后减—再增再减—递增”的“M”型分布，2012、2014、2017年出现棉花产量高峰值，其中2017年棉花产量达456.600万t。就不同区域而言，不同年份、棉区产量的变动趋势、变动幅度存在差异，其中吐哈盆地棉区产量变动幅度最小，天山北坡及环塔盆地棉区产量均呈波动式上升趋势。2000—2013年三大区域棉花产量增长缓慢，2013—2017年环塔盆地和天山北坡棉区产量变动幅度较大且与全疆棉花产量变化趋势大体一致。同时环塔盆地、天山北坡和吐哈盆地棉花产量均在2014年达到高值，分别为235.460万、93.366万、9.024万t，而吐哈和环塔盆地棉花产量为18 a来最大值。

图1 2000—2017年新疆棉花产量变动趋势图

结合2000—2017年新疆棉花产量变动趋势选取2000、2005、2010和2017年4个主要年份，运用ArcGIS 10.7软件按照自然间断点分级法将县域棉花产量划分为5个等级用以反映棉花生产空间特征，由此可以得到不同时期新疆县域棉花产量的空间分布图（图2）。从宏观视角来看，新疆逐渐形成以环塔盆地、天山北坡为核心的棉花主产区和以吐哈盆地为核心的一般棉花产区。环塔盆地、天山北坡棉区产量呈递增趋势且前者高于后者，2000—2017年环塔盆地棉花产量为56.9798万～232.8466万t，天山北坡棉花产量为18.5472万～101.0760万t，而吐哈盆地棉花产量变动较平缓。棉花高产县多分布在河流流经的绿洲农业灌溉区，低产县零星分布于距河流较远的绿洲外缘戈壁荒漠区。从微观县域尺度来看，不同年份新疆县域棉花生产空间分布差异显著，棉花产量在空间上呈现由低产县向高产县聚拢且层次分明的“圈层棉花生产格局”。2000年棉花产量空间分布以天山北坡的沙湾县、玛纳斯县高值中心层向周边呼图壁县、昌吉市等低值县（市）分散，环塔盆地棉区以阿克苏市、阿瓦提县、沙雅县等7个高值棉花生产县（市）向尉犁县、新和县、麦盖提县等呈圈状发散分布；2005年天山北坡棉区高值中心增加至3个县域，环塔盆地棉区空间分布较为离散，高值县也不同，棉花生产布局呈现高值县域向周边低值县域递减的趋势；2010年棉花产量高值中心发生变化，高产棉县由分散点状转变为集中连片分布于天山北坡和环塔盆地棉区，天山北坡棉区高值县为沙湾县和乌苏市，环塔盆地棉区高值中心呈条带状坐落于塔里木河及叶尔羌河各县；2017年天山北坡、环塔盆地棉区高值县均呈点状分布，天山北坡棉区的高值县域未改变，环塔盆地棉区的高值县由8个县域降为2个县域。而吐哈盆地棉区产量空间分布差异较小，由于篇幅的限制，文中不再阐释。

2.1.2 棉花生产区域差异 不同地域棉花生产存在差异，计算各区域棉花生产Theil指数以反映棉花生产的区域差异。2000—2017年新疆棉花生产Theil指数呈先降后升的变化趋势，具体而言棉花生产Theil指数由2000年的0.499下降至2001年的0.458，2002年上升至0.594，接着连续5 a下降，2007年下降为0.432，随后2016年上升至0.746，2017年再次下降为0.698（图3），可见新疆棉花生产的区域差距由缩小逐渐转为扩大。从环塔盆地、天山北坡和吐哈盆地三大区域2000—2017年的Theil指数来看，吐哈盆地Theil指数变化较小，说明吐哈盆地各县域棉花生产在研究期间未发生较大变化；天山北坡和环塔盆地的Theil指数变化趋势与全疆的变化趋势大体一致，前者的Theil指数在整体上高于全疆的，后者的Theil指数则低于全疆的，说明研究期间天山北坡各县域的棉花生产区域差异要高于环塔盆地各县域的。2000—2017年间全疆、天山北坡、环塔盆地和吐哈盆地Theil指数的均值分别为0.543、0.593、0.510、0.037，可知天山北坡棉花生产空间区域差异最大，环塔盆地次之，吐哈盆地最小，且全疆棉花生产的空间区域差异程度高于环塔盆地和吐哈盆地的，而低于天山北坡的；2016年全疆、天山北坡、环塔盆地和吐哈盆地棉花生产的区域差异均达到最大值，其Theil指数分别为0.746、0.784、0.701、0.123。从分解结果可以看出组内差异是新疆棉花生产差异的主要原因，一般情况下组内差异的变化趋势与总差异的变化趋势一致，即呈先降后升的波动式变化；组间差异变化幅度较小且基本趋于稳定。从贡献度来看，各年份的总差异中至少95%来自组内差异，2%来自组间差异，说明组内差异对棉花生产总差异的贡献度依旧较大，组间差异对棉花生产总差异的贡献度较小。

图3 2000—2017年新疆棉花生产区域差异及贡献度

新疆棉花生产区域差距呈缩小至扩大趋势，究其原因与棉花政策、县域经济发展水平等相关，棉花政策的实施在一定程度上缩小了县域棉花生产的差异，然而各县域经济发展水平则是棉花生产区域差异增大的主要原因。2000—2007年3个区域的棉花生产区域差异缩小，这与2001年我国实施棉花流通体制改革有较大关联，该政策实施后我国放开了对棉花的收购政策并逐步建立全产业链体系，缩小了地区间差异，2006年我国开始实施《棉花加工资格认定和市场管理暂行办法》，彻底放开了对棉花的收购政策，棉花市场化的趋势增强，区域之间的棉花生产此时差异为最小。2007—2016年三大区域棉花生产区域差异扩大的关键在于各区域经济发展水平差异，其中天山北坡棉区属经济发达区，经济发展水平较高，非农产业发展良好，工业化、城镇化和信息化进程快，对棉花生产的“挤兑作用”突出，人口较密集、耕地面积锐减等多种因素的影响使得该区域棉花生产水平下降。环塔盆地棉区作为新疆棉花生产的核心区，棉花种植面积大，有较多的农业就业机会，农业收入占比较高，棉花产量逐年升高；国家支农惠农政策的相继出台，提升了环塔盆地的棉花生产能力，高产棉区渐增，低产棉区减少，新疆棉花生产总差异进一步拉大。

2.1.3 棉花产量重心移动轨迹 利用ArcGIS空间统计模块中的Directional Distribution 工具，以新疆各县域的棉花产量为权重，计算2000—2017年新疆县域棉花产量的空间分布椭圆（图4）及其参数结果（表1）。从空间位置来看，棉花生产重心介于81.5675°～82.9022°E，40.8930°～41.6924°N 之间（图4b），大致位于新和县、库车县西南部和阿克苏市东北部地区。从重心移动轨迹来看，棉花生产重心的波动性较强，呈“东北—西南”往复移动态势，总体移动方向趋向东北。由此可划分为3个阶段：第一阶段为2000—2013年，该阶段棉花生产重心主要从西南向东北方向移动，其中2000—2002年棉花生产重心向东北方向移动，2002—2003年棉花生产重心向东南方向移动，2003—2005年棉花生产重心向东北方向移动，2005—2006年棉花生产重心向西南方向移动，2006—2008年棉花生产重心向东北方向移动，2008—2009年棉花生产重心向西南方向移动，2009—2013年棉花生产重心向东北方向移动；第二阶段为2013—2016年，该阶段棉花生产重心由东北向西南方向移动；第三阶段为2016—2017年，该阶段棉花生产重心由西南向东北方向偏移。从标准差椭圆空间分布态势(图4a)可以看出，研究期内新疆县域棉花生产标准差椭圆总体变化幅度不大，基本以新和县、库车县西南部和阿克苏市东北部地区北部为中心，基本覆盖天山北坡、环塔盆地大部分县域，西至英吉沙县、阿克陶县、莎车县和叶城县，东接乌鲁木齐市、昌吉市、呼图壁县，南连沙雅县、且末县，北抵察布查尔锡伯自治县，覆盖了研究区的60%。

表1 新疆县域棉花生产空间分布标准差椭圆参数

图4 2000—2017年新疆县域棉花生产重心偏移

从标准差椭圆的转角θ来看（表1），2000—2017年新疆县域棉花生产空间标准差椭圆的转角θ年度变动幅度不大，基本介于59.886°～62.477°之间，说明新疆县域棉花生产分布的年度变动较小，东北—西南方向棉花生产密集且较稳定。从标准差椭圆的长、短轴变化来看，近18 a来新疆棉花生产的标准差椭圆的长轴始终大于短轴，且长、短轴总体上在减少并呈波动下降的态势（表1）。具体来看，长轴的标准差表现为先减（2000—2002年）后增（2002—2006年），再减（2006—2013年）再增（2013—2014年），而后又减（2014—2017年）的变化趋势，短轴的标准差则呈3次增减循环，最终趋于平衡的状态，说明新疆县域棉花生产空间分布在“东北—西南”方向呈“收缩—扩张”循环，最后表现为收缩趋势；在“西北—东南”方向则呈“扩张—收缩”循环，最后呈现出收缩至平缓的态势，且“东北—西南”方向的收缩趋势强于“西北—东南”方向的，表明新疆棉花生产在“东北—西南”“西北—东南”格局有所弱化。

2.1.4 棉花产量热点区域演化 传统的统计理论通常不考虑地理空间位置对变量的影响。为避免忽视空间因素导致的变差［23］，本研究通过计算全局Moran’sI指数探析新疆县域棉花生产的空间分布格局。首先，基于ArcGIS 10.7软件计算新疆县域棉花生产的全局Moran’sI指数以探究棉花生产在全局上是否存在空间自相关。由表2可知，2000—2017年新疆县域棉花生产全局Moran’sI值介于0.090～0.172之间且通过10%的显著性检验，说明新疆县域棉花生产整体上存在正向空间关联，空间布局表现出聚集向分散的特征。从年际变化来看，2000—2009年新疆县域棉花生产Moran’sI指数基本维持在0.100左右并逐渐上升，可见县域棉花生产的集聚程度加剧，2009年棉花生产Moran’sI指数最大值为0.172，说明此时新疆县域棉花生产在空间上最为集聚；2009—2013年棉花生产Moran’sI指数增长缓慢，保持在0.166左右；2013—2017年棉花生产Moran’sI指数先减后增，但2014、2015年该值分别下降至0.116、0.115，这与棉花目标价格政策实施的滞后性有较大联系，2014年为该政策实施初期，稳定植棉规模的效果不明显，棉花生产集聚程度不高，2016、2017年Moran’sI指数上升，可见此时棉花目标价格政策的实施起到了稳定植棉面积的作用，各个县域的棉花产量有所增加，棉花生产集聚程度增强。

表2 新疆县域棉花生产的空间全局自相关指数

全局Moran’sI指数虽可反映新疆县域棉花生产在空间上是否集聚，但并不能明确县域棉花生产集聚的结构和特征，本研究通过计算2000、2005、2010和2017年新疆县域棉花生产的优化Getis-Ord指数，从局部视角分析县域棉花生产空间集聚分布格局（图5）。2000—2017年新疆县域棉花生产整体上经历了由集聚分布到随机分布的过程，主要表现为以冷、热点集聚区域为中心向四周减弱的圈层分散式分布格局，热点区域集中分布在环塔盆地和天山北坡棉区，冷点集聚区则分布于吐哈盆地，2017年有所改变。2000年新疆县域棉花生产以阿克苏市、沙雅县和新和县为核心分别向温宿县、阿瓦提县、巴楚县、库车县、柯坪县、麦盖提县及周边县域辐射；2005年阿克苏市和新和县的热点极核地位不保，形成以库车县和沙雅县及邻近县域为核心，辐射环塔盆地及天山北坡的棉花热点分布区；2010年棉花生产的热点高显著区分布范围扩大，形成了以阿瓦提县、阿克苏市、新和县、沙雅县、库车县等为核心的“东北—西南”走向棉花生产条带热点极核；2017年棉花生产高热点显著区减少，环塔盆地棉区逐渐形成以新和县、沙雅县、库车县和轮台县为热点核心向周边县辐射，天山北坡棉区则以乌苏市为热点中显著区向周边县域辐射的格局。冷点区域变化较小，2000年主要分布在吐哈盆地棉区的鄯善县和高昌区，2005、2010年分布在鄯善县，2017年冷点分布范围由吐哈盆地扩大至环塔盆地，主要分布在和田县、鄯善县和高昌区。

图5 2000、2005、2010和2017年新疆县域棉花生产冷、热点区域演化

2.2 新疆县域棉花产量的驱动因素

2.2.1 驱动因素选择 影响棉花产量的因素颇多，借鉴已有研究成果，基于“N-T-P-S-P”五维视角选取驱动因素，其中“N-T-P-S-P”表示影响新疆县域棉花产量因素的5个维度，其中N表示自然环境，T表示技术条件，P表示生产投入，S表示社会经济，P表示政策环境，本研究共选取了12个指标作为衡量影响新疆棉花产量的因素（表3）。

表3 新疆棉花产量驱动因素的选择

2.2.2 结果与分析 大多学者通常采用Moran’sI检验、2个拉格朗日乘数形式LMERR、LMLAG及其稳健(Robust)的LMERR和LMLAG判断来确定选择何种类型的空间计量模型。表4中LM检验均显著，表明影响棉花产量的因素既涵盖解释变量及其自身的空间滞后项，又包含邻近地区棉花生产的误差冲击，因此，应构建空间通用模型以考察影响棉花产量的因素。为验证结果的稳健性，本研究对普通面板模型、空间滞后模型及空间误差模型的回归结果进行对比分析，由Hausman检验结果可知其显著性较好，因此可以确定选用固定效应模型来进行估计，进而得出新疆县域棉花产量驱动因素的回归结果(表4) 。从因变量的空间自回归系数(ρ)来看，SAR和SAC模型的空间自回归系数为正且通过1%的显著性检验，说明新疆县域棉花产量具有正向空间溢出效应，周边县域棉花产量的提升有利于本县域棉花产量的增加。从误差项的空间自回归系数(λ)来看，SEM和SAC模型的空间自回归系数为正且通过1%的显著性检验，说明周边县域一些被忽视的影响因素通过误差冲击对本县域棉花产量产生正向效应。

表4 新疆县域棉花产量驱动因素回归结果

从自然环境因素来看，日照时数变量在普通面板模型和SAR模型中系数均为正，且通过5%的显著性检验，表明日照时数的增多有利于增加棉花产量，也是棉花稳产和优产的保障，光照时间越长，棉花品质越好，尤其开花吐絮阶段的日照时数为主导因子［24］，日照时数越长越有利于提高成铃率和单铃重，进而促使棉花产量增加；但纳入误差项的空间滞后项之后，日照时数的系数值逐渐减小且不再显著，此时日照时数对棉花产量的促进作用不稳健。而降水量和平均气温变量在4种模型设定下系数均为负且不显著，因此，降水量和平均气温对棉花产量的作用在模型中并未显现。

从技术条件因素来看，4种模型设定下机械化水平和棉花单产系数为正且通过1%的显著性检验，表明机械化水平的提升和棉花单产的增加显著促进了县域棉花产量提高。新疆地域面积广阔，机械化水平的增强对棉花增产增效有重要作用。随着大型植保机械、无人机、采棉机、秸秆粉碎机等运用到棉花生产环节，棉花生产日益规模化和现代化，释放了大量农村劳动力，有利于缓解由劳动力匮乏引起的“用工荒”和“拾棉难”等问题，也降低了棉花的生产成本，棉农的棉花种植意愿增强，种植规模扩大，棉花产量增加。棉花单产则是县域棉花生产技术水平的主要体现，随着新疆棉花生产逐渐由劳动密集型向技术密集型转变，地膜覆盖、水肥一体化、节水灌溉、机械采收技术等全程一体化技术的推广实施在一定程度上促使棉花单位面积产量增加，棉花生产效率提高。

从生产投入因素来看，4种模型设定下棉花化肥施用量和劳动力的系数均在1%的水平下显著为正，可见棉花化肥施用量和劳动力对县域棉花产量数量上的增减及空间上的集聚均有重要影响，即增加棉花化肥施用量和劳动力数量有利于提高县域棉花生产水平，促进棉花增产。土地、农资和人力等生产要素投入是农户棉花生产活动的基础，化肥施用作为棉花产量的内在动力，两者呈正相关，增加棉花化肥施用量虽有利于增产，但对棉花品质、棉田土质等会产生一定影响。劳动力数量作为人力资本的反映，影响着棉农的种植积极性，从而影响棉花产量。新疆各个县域的劳动力越丰富，越能够满足广大棉农从事棉花生产对劳动力的需求，也有助于保障棉农日常棉花生产过程中的用工需求，进而稳定了棉农的棉花种植意愿，有助于棉花产量的增加。

从社会经济因素来看，城镇化率在普通面板模型的系数为负且未通过显著性检验，但逐步纳入因变量即误差项的空间滞后项之后，城镇化率的系数逐渐变小，且在SAR、SEM和SAC模型中分别通过5%、10%、10%的显著性检验，即随着城镇化的发展，棉花生产水平的下降也会影响棉花产量。城镇化对棉花生产有短期和长期效应，从短期效应来看，城镇化的发展使得农村青壮劳动力外迁，植棉活动意愿下降，劳动力老龄化突显，对棉花产量带来冲击；但从长期效应来看，城镇化水平的提升增加了外出务工劳动力的收入，土地流转陆续开展，农民植棉意愿增强。政府对资源的控制能力在4种模型中的系数为负且在SAR模型中通过10%的显著性检验。政府对资源的控制能力是各县域政府基础设施建设水平、财政资金是否合理利用的体现，政府对资源的控制能力较强，这意味着政府合理运用财政资金，对县域经济建设和社会发展具有促进作用，农户植棉得到支持，其生产积极性较高，棉花生产规模扩大，产量增加；反之县域政府对资源的控制能力较弱，说明其财政资金未得到有效利用，政府对农户棉花生产活动支持有限，农户退出棉花种植的意愿强烈，棉花生产规模缩小，产量下降。

从政策环境因素来看，棉花临时收储政策和棉花生产供给侧改革政策在4种模型中的系数为负且均通过1%的显著性检验，而棉花目标价格政策在4种模型中的系数为正且均通过1%的显著性检验。外在的政策干预对棉花生产布局和产量均产生了一定影响，由于不同政策的作用机理差异、政策实施效果滞后性等因素的影响，使得棉花临时收储政策和棉花供给侧改革政策与县域棉花产量呈负相关，研究期内对棉花产量的增加作用不明显，而棉花目标价格政策在稳定农户种植意愿方面具有促进作用。

3 讨论

现阶段，新疆棉花生产基本形成了以环塔盆地和天山北坡为核心的棉花产区，吐哈盆地区域为一般棉花产区，棉花产量在时间上呈波动式上升趋势，在数量上环塔盆地棉区棉花产量高于天山北坡及吐哈盆地棉区，这与棉花面积“南增北减”的变动趋势有较大关联。在地理空间上，新疆棉花生产存在较大程度的区域差异，棉花产量呈现由沙湾县、乌苏市、玛纳斯县、阿克苏市、阿瓦提县、沙雅县等棉花主产县分别向其周边低产县分散的空间分布格局，而棉花高产县集聚的热点区、低产县集聚的冷点区之间的分布不均衡现象日益突显，未来能否打破主产县域棉花生产“一枝独秀”的局面对合理规划棉花生产布局、稳定植棉面积和产量尤为关键。另外，随着新疆棉花生产方式的转变，棉花全产业链趋于完善，棉花生产效率提升，种植规模和棉花产量备受关注，但棉花质量问题往往被忽略。现有研究大多探讨了棉花种植面积［25］、产量的变化，但有关棉花质量是否提升以及如何提升棉花品质的研究较少，因此，后续研究拟同时考虑棉花的增产、增效和增质，以促使棉花生产逐步由产量规模型向质量效益型转变。

（2）新疆县域棉花产量的变化是多种因素共同作用的结果，这些因素日益多元化和复杂化。通常日照时数、降水量及气温等气候因素作为棉花生长发育的基础条件对棉花产量的影响颇深［26］，随着全球气候变暖的日益加剧，突发性自然灾害对棉花生产的影响也不容小觑，因此棉花生产在关注不同时期、不同地域气候差异对棉花生长发育影响的基础上，还需重点关注低温冻害、冰雹、洪涝等不利气候因素［27］对籽棉产量及其品质的限制性影响。科学技术和生产投入是棉花生产环节不可缺少的重要部分，是提升棉花生产效率及增产的关键。社会经济的发展为农户种植棉花提供了必要的物质基础，直接影响农户棉花生产经营决策的意愿。不同时期我国政府通过采取差异化的棉花政策激励棉农、轧花厂及棉纺织企业等主体积极参与棉花市场经营，以促进棉花产业的发展。除研究中提及的自然环境、技术水平、社会经济、政策等因素对新疆棉花产量产生影响外，国内外社会环境、全球贸易的不确定性、自然灾害、农户棉花生产行为等对棉花产量的影响是后续研究中值得进一步探讨的议题。

4 结论

（1）2000—2017年新疆棉花产量的变化经历了线性平稳增长、倒“V”形分布、“M”形波动式上升3个阶段。不同区域棉花产量增减趋势、变化幅度存在差异，各区域棉花产量的变动幅度由大到小排序为环塔盆地棉区＞天山北坡棉区＞吐哈盆地棉区，棉花生产逐渐形成了以高产县域为中心向四周低产县域分散的空间分布特征。棉花生产Theil指数总体呈扩大态势，组内差异是新疆棉花生产总差异的主要原因，组间差异变化幅度较小且基本趋向稳定，同时组内差异对新疆棉花生产总差异的贡献度较大。

（2）2000年以来，新疆县域棉花生产重心介于81.5675°～82.9022°E，40.8930°～41.6924°N 之间，棉花产量重心沿“东北—西南—东北”的轨迹移动，基本保持“北进西移”的态势。近18 a内新疆棉花生产的标准差椭圆总体变化幅度不大，空间分布呈“东北—西南”的格局，但这种格局正逐渐向“正北—正南”方向转变。新疆县域棉花生产在全局空间上存在显著的正向空间自相关，局部空间分布主要表现为以冷、热点集聚区域为中心向四周减弱的圈层分散式分布，热点区域集中分布于环塔盆地和天山北坡棉区，而冷点集聚区主要分布于吐哈盆地棉区。

（3）引入空间计量模型分析新疆县域棉花产量空间变化的驱动因素，结果显示新疆县域棉花产量具有正向空间溢出效应，周边县域棉花产量的提升有利于增加本县域的棉花产量，而周边县域一些被忽视的因素对本县域的棉花产量产生正向效应。棉花产量的变化是多种因素共同作用的结果，技术条件、生产投入作为内在驱动因素，自然、政策环境及社会经济因素作为外在驱动力均对其影响突出，其中日照时数、机械化水平、棉花单产、棉花化肥施用量、劳动力数量和棉花目标价格政策等变量对新疆县域棉花产量产生正向影响，而城镇化率、政府对资源的控制能力、棉花临时收储政策和棉花供给侧改革政策等变量则对新疆县域棉花产量产生负向影响。